JP6139742B1 - 給電部の接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バスバー給電部と端子台のターミナルとの接続部の部品寸法や組付け寸法のばらつきを吸収できる給電部の接続方法を得る。【解決手段】ステータの巻線部の各相に接続されてステータの軸方向に引き出される板状のバスバー給電部５と、ステータケース１に保持されて外部から給電する給電端子が設けられた端子台６と、一方が端子台６の給電端子と電気的に接続され、他方がバスバー給電部５に接続される板状のターミナル８とを有し、ターミナル８のバスバー給電部５との接続部には、ステータの径方向に対してバスバー給電部５と隙間無く嵌合し、周方向に対してクリアランスを有する嵌合部８ａを設け、バスバー給電部５を嵌合部８ａに嵌合させて先端側を嵌合部８ａより更に軸方向に突出させた状態で双方を固定する。【選択図】図２

Description

この発明は、電気機器から引き出される引出導体部と給電端子部とを接続する給電部の接続方法に関するものである。

給電部の接続部に関する従来技術として、例えば、電気機器であるモータジェネレータのコイルエンドから引き出された引出導体部と、その引出導体部と間隔を空けて配設されて給電線が接続される給電端子台と、引出導体部と給電端子台の端子とを接続する接続部材とを備え、接続部材は、その途中にＵ字状に屈曲させた屈曲部を有し、屈曲部によって、引出導体部と給電端子台との間の位置ずれを吸収するようした給電部の接続構造が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−３１１１２３号公報（第７−８頁、図３）

特許文献１に示すような給電部の接続構造では、屈曲部に対して変位が可能な方向は１方向のみで、それに直行する２方向に対する取付け寸法のばらつきは十分に吸収することが難しい。したがって位置ずれ吸収方向以外の方向に対して、部品や組付け精度を上げる必要があり、コスト増となる。また屈曲部はその他の部位に比べて剛性が低いため、系として耐振性をもたせることが難しいという問題があった。

この発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、引出導体であるバスバー給電部と端子台のターミナルとの接続時の部品寸法や組付け寸法のばらつきを吸収できる給電部の接続方法を得ることを目的とする。

この発明に係る給電部の接続方法は、回転電機のステータの巻線部に外部から給電する給電部の接続方法であって、巻線部の各相に接続されてステータの軸方向に引き出される板状のバスバー給電部と、給電端子を備えステータのケースに保持される端子台と、一方が端子台の給電端子に接続され、他方がバスバー給電部に接続される板状のターミナルと、を有し、ターミナルのバスバー給電部との接続部に、ステータの径方向に対してバスバー給電部と隙間無く嵌合し、周方向に対してクリアランスを有する嵌合部を設け、嵌合部は、ターミナルの接続部の片方の側部をバスバー給電部との当接面より伸延させて設けたカシメ部を折曲して形成し、バスバー給電部を嵌合部に嵌合させて先端側を嵌合部より更に軸方向に突出させた状態で、バスバー給電部をカシメ部で挟み込んでターミナルにカシメ固定するものである。

この発明の給電部の接続方法によれば、ターミナルのバスバー給電部との接続部に、ステータの径方向に対してバスバー給電部と隙間無く嵌合し、周方向に対してクリアランスを有する嵌合部を設け、嵌合部は、ターミナルの接続部の片方の側部をバスバー給電部との当接面より伸延させて設けたカシメ部を折曲して形成し、バスバー給電部を嵌合部に嵌合させて先端側を嵌合部より更に軸方向に突出させた状態で、バスバー給電部をカシメ部で挟み込んでターミナルにカシメ固定するので、バスバー給電部と端子台のターミナルとの間で、部品自体のばらつきや取付け位置のばらつきにより位置ずれが発生した場合でも、軸方向および周方向の位置ずれを吸収できる。また、カシメ部を設けたことにより組付けを容易におこなうことができる。したがって、信頼性の高い給電部の接続構造を得ることができる。

この発明の実施の形態１による給電部の接続方法が適用される、インバータ一体型のモータのステータ部を示す斜視図である。 図１の給電接続部の拡大正面図である。 図１の給電接続部の拡大斜視図である。 この発明の実施の形態１による給電部の接続方法のターミナル嵌合部の他の例を示す図である。 この発明の実施の形態２による給電部の接続方法を示す接続部の側面図である。 この発明の実施の形態３による給電部の接続方法のターミナルの接続部を示す正面図である。 この発明の実施の形態４による給電部の接続方法のターミナルの接続部を示す側面図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について、図１〜図４により説明する。なお、以下の実施の形態では、この給電部の接続方法が適用される回転電機として、インバータ一体型のモータを例に挙げて説明するが、これに限定するものではない。
図１は、インバータ一体型のモータのステータ部を示す斜視図である。また、図２はステータの巻線部に給電する接続部の拡大正面図、図３は拡大斜視図である。図２，図３は、図１のＡ方向に見た図である。

図１に示すように、ステータ部は、円形のステータケース１の内周側に、ステータコア２の複数のティース部にコイルが巻回されてなる巻線部３が内周に等間隔に配置されて円環状に形成されている。巻線部３から引き出されたバスバー４に電気的に接続されて巻線部３に給電するための３相分のバスバー給電部５が、ステータの軸方向に引き出されている。
ステータケース１の外周面には端子台６が保持されている。端子台６の一方には、外部からの給電線、本実施の形態ではインバータとの接続線が接続される接続端子７が設けられ、他方には接続端子７と電気的に接続されてバスバー給電部５に接続される板状のターミナル８を備えている。

次に、図２および図３により、バスバー給電部５とターミナル８との接続部の形状について説明する。バスバー給電部５の断面形状は矩形状であり、板厚方向がステータの径方向、幅方向が周方向になるように配置されている。
３相分のターミナル８は、端子台６からステータの軸方向に導出され、途中で中心側へ向けて直角に折り曲げられて、その先端部がバスバー給電部５と直交し、接続部が形成されている。

接続部を形成するために、ターミナル８の先端部には、バスバー給電部５が嵌り合う嵌合部８ａが設けられている。嵌合部８ａの形状は、板状をしたバスバー給電部５の板厚と略同じ短辺をもつ矩形状の嵌合穴としても良いが、図２，３では、矩形の短辺側の一方を切り欠いて、コの字状の切欠形状とした場合を示している。
いずれの場合も、嵌合部８ａは、ステータの径方向に対してバスバー給電部５と隙間無く嵌合し、周方向に対してはクリアランスを有する形状としている。

図３に示すように、バスバー給電部５を嵌合部８ａに嵌合させた状態では、バスバー給電部５の先端側がターミナル８の嵌合部８ａの面よりステータの軸方向に突出するように構成されている。
バスバー給電部５とターミナル８とを、周方向にクリアランスを有し、かつバスバー給電部５の先端側をターミナル８に対して軸方向に突出させた状態で、きつく嵌合させることで、機械的・電気的に接続され固定されている。

インバータに接続される接続端子７は、位置精度が求められ、特にインバータ一体型のモータの場合、インバータと接続する接続端子７の位置は極めて重要である。そのため、端子台６は接続端子７の位置を基準にしてステータケース１に組付ける必要があり、その結果、ターミナル８とバスバー給電部５との接続部において、相対位置のばらつきが大きくなる。本実施の形態では、上記のように、ターミナル８とバスバー給電部５の間に周方向のクリアランスを設け、かつ軸方向にバスバー給電部５を突出させることで、２方向の位置のばらつきに対して、位置ずれを吸収することが可能となる。

ターミナル８の嵌合部８ａは、図２，３では、ターミナル８の先端部に予めコの字状の切欠部を形成した形状としたが、次に、嵌合部８ａの他の形成方法につて説明する。
図４は、嵌合部８ａの他の例を示す図であり、嵌合部８ａをカシメにより形成する場合を示している。図４のように、ターミナル８の先端部にカシメ部８ｂを形成しておき、バスバー給電部５と組み合わせた後、カシメ部８ｂを矢印のように折り曲げて嵌合部８ａとし、この嵌合部８ａにバスバー給電部５を挟み込んで嵌合させ、カシメ部８ｂでカシメ固定するものである。

カシメ部８ｂは、例えば、図４に２点鎖線で示すように、ターミナル８の接続部の片方の側部をバスバー給電部５との当接面８ｃより伸延させて形成するが、このとき、カシメ部８ｂに断面積を縮小した脆弱部８ｄを設けておき、断面積最小部を起点として折曲すれば、カシメに要する力が減少し、しいては設備・治具の小型化につながり、設備費を低減することができる。脆弱部８ｄの起点を、バスバー給電部５の板厚ｔに対して、当接面８ｃからｔ＋α（αは微少寸法）の位置に設けることによって、カシメに要する力はより低減することができる。なお、嵌合部８ａに周方向のクリアランスを設けるのは、図２，３の場合と同じである。

ターミナル８の嵌合部８ａの形状が図２，３のように予めコの字状に形成されている場合には、端子台６の組付け時のバスバー給電部５に対する端子台６のアクセス方向が、周方向もしくは軸方向に限られるが、図４のようなカシメ構造とすれば、径方向からのアクセルも容易となり、組付け性が向上する。加えて、脆弱部８ｄを設けることで、カシメは容易に行うことができるため、大掛かりな設備や治具が不要となりコスト低減できる。

以上のように、実施の形態１によれば、回転電機のステータの巻線部に外部から給電する給電部の接続方法であって、巻線部の各相に接続されてステータの軸方向に引き出される板状のバスバー給電部と、給電端子を備えステータのケースに保持される端子台と、一方が端子台の給電端子に接続され、他方がバスバー給電部に接続される板状のターミナルと、を有し、ターミナルのバスバー給電部との接続部に、ステータの径方向に対してバスバー給電部と隙間無く嵌合し、周方向に対してクリアランスを有する嵌合部を設け、バスバー給電部を嵌合部に嵌合させて先端側を嵌合部より更に軸方向に突出させた状態で、バスバー給電部にターミナルを固定するので、バスバー給電部と端子台のターミナルとの間で、部品自体のばらつきや取付け位置のばらつきにより位置ずれが発生した場合でも、軸方向および周方向の位置ずれを吸収できる。したがって、信頼性の高い給電部の接続構造を得ることができる。

また、嵌合部は、ターミナルの接続部の片方の側部をバスバー給電部との当接面より伸延させて設けたカシメ部を折曲して形成し、嵌合部にバスバー給電部を挟み込んでカシメ固定するので、ターミナルの組付が容易になり、また、嵌め合いに比べると、カシメは容易に行うことができるため、大掛かりな設備や治具が不要となり、コスト低減を図ることができる。

また、カシメ部の当接面に近い部位に脆弱部を設け、脆弱部の断面積最小部を起点に折曲するので、カシメに要する力を減少でき、カシメのための設備・治具の小型化が図られ、設備費を低減することができる。

実施の形態２．
実施の形態２による給電部の接続方法は、バスバー給電部５とターミナル８との接続部の形状は実施の形態１の図１から図４で説明したものと同じである。実施の形態２では、更にその接合部を加熱溶融させて接続を確実にすることを特徴とする。
図５は、実施の形態２による給電部の接続方法の接続部を示す図であり、図４をＢ方向に見た側面図である。ターミナル８の嵌合部８ａより軸方向に突出したバスバー給電部５の突出部を、例えば、ガスバーナーやアーク溶接のような広範囲にエネルギーを与えることができる加熱手段によって、嵌合部８ａを含む突出部を加熱溶融させて溶融部９で溶着させることで、より強固に接続できると同時に、電気抵抗を低減することが可能なため、エネルギーロスを減らすことができる。したがって、この給電部の接続方法を適用するモータの特性向上につながる。

更に、加熱溶融時に溶融部にロー材を供給することによって、溶融したロー材がターミナル８とバスバー給電部５との隙間に溶け込み、より強固に両者を固定することができる。したがって、電気抵抗値も更に下げることができる。

以上のように、実施の形態２の給電部の接続方法によれば、嵌合部より軸方向に突出させたバスバー給電部の突出部を加熱溶融して溶着させるので、溶着によりより強固に接続でき、電気抵抗を少なくして損失を低減できる。

また、加熱溶融する際に溶融部近傍にロー材を供給するので、溶融したロー材が嵌合部に溶け込み、より強固に嵌合部を固定し接続できる。

実施の形態３．
実施の形態３による給電部の接続方法は、バスバー給電部５とターミナル８との接続部の形状は実施の形態１または実施の形態２と同じであり、嵌合部８ａの周方向のクリアランス寸法を規定するものである。
これまで説明してきたように、ターミナル８の嵌合部８ａには、ステータの周方向に対してクリアランスを設けている。
ターミナル８とバスバー給電部５との接続部において、部品自体のばらつきや取付け位置のばらつきにより位置ずれが発生するが、このばらつき寸法は、過去の実績等から予測可能である。

そこで、本実施の形態では、予め想定される組付け時の周方向のばらつき寸法をＣとしたとき、ターミナル８の嵌合部８ａに設ける周方向のクリアランスを２Ｃとする。
すなわち、図６に示すように、バスバー給電部５の幅をＷとした場合に、嵌合部８ａの周方向のバスバー給電部５との当接面８ｃの寸法を、Ｗ＋２Ｃとするものである。図６では、バスバー給電部５の幅Ｗに対して、クリアランス２Ｃを周方向両側に均等に振り分けた場合を示している。なお、嵌合部８ａの形状が矩形穴の場合は、矩形穴の長辺の寸法をＷ＋２Ｃとする。
このように設定すれば、周方向のバラつきを考慮しても、当接面８ｃの全域でバスバー給電部５とターミナル８が確実に当接するため、確実に接続ができると共に、位置ずれにより接続面積が縮小することが無い。

以上のように、実施の形態３の給電部の接続方法によれば、予め想定される、バスバー給電部とターミナルとの組付け時の周方向のばらつき寸法をＣとしたとき、ターミナルの嵌合部に設ける周方向のクリアランスを２Ｃとするので、確実に接続ができると共に、位置ずれにより接続面積が減少することが無いため、損失を減らすことができる。

実施の形態４．
実施の形態４による給電部の接続方法は、バスバー給電部５とターミナル８との接続部の形状についてはこれまでに説明したものと同じであるが、バスバー給電部５の一端を保持部材で保持するものである。
図７に示すように、バスバー給電部５の接続部とは反対側の端部に、バスバー給電部５の板厚寸法より大きな間隔の凹部を有するホルダ１０を配置して端部を凹部に収容する。そして、バスバー給電部５の端部とホルダ１０の凹部との隙間には、ポッティング剤１１を充填している。バスバー給電部５のホルダ１０に収容される側は、図示は省略しているが、図の紙面に垂直方向に延伸する接続導体に接続されており、この接続導体は、巻線部３から引き出されたバスバー４（図１参照）に電気的に接続されている。
なお、３相のバスバー給電部５は、図２に示したよう、径方向にずれているので、ホルダ１０の全体形状は、３個の凹部を有する櫛歯状となっている。

バスバー給電部５に対して、接続するターミナル８が、径方向の寸法ばらつきによりずれが生じた場合、バスバー給電部５は径方向に強制変位させられるが、図７のように、バスバー給電部５を柔らかい（ヤング率の低い）ポッティング剤１１を介してホルダ１０で保持することで、保持部に応力が集中すること無く、バスバー給電部５全体を均一に撓ますことができる。発生した応力は、実施の形態２のような溶着構造とすることで、応力が解放されるため、残留応力が残ること無く接続することが可能となる。

以上のように、実施の形態４の給電部の接続方法によれば、バスバー給電部の接続部とは反対側の端部に、バスバー給電部の板厚寸法より大きな間隔の凹部を有するホルダを配置して端部を凹部に収容し、端部と凹部との隙間にポッティング剤を充填し、ホルダによりバスバー給電部を保持するので、バスバー給電部とターミナル間の、周方向、軸方向、径方向の位置ずれを吸収ことができる。

なお、本願発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変更、省略したりすることができる。

１ ステータケース、２ ステータコア、３ 巻線部、４ バスバー、５ バスバー給電部、６ 端子台、７ 接続端子、８ ターミナル、８ａ 嵌合部、８ｂ カシメ部、８ｃ 当接面、８ｄ 脆弱部、９ 溶融部、１０ ホルダ、１１ ポッティング剤

Claims (6)

1. 回転電機のステータの巻線部に外部から給電する給電部の接続方法であって、
   前記巻線部の各相に接続されて前記ステータの軸方向に引き出される板状のバスバー給電部と、給電端子を備え前記ステータのケースに保持される端子台と、一方が前記端子台の前記給電端子に接続され、他方が前記バスバー給電部に接続される板状のターミナルと、を有し、
   前記ターミナルの前記バスバー給電部との接続部には、前記ステータの径方向に対して前記バスバー給電部と隙間無く嵌合し、周方向に対してクリアランスを有する嵌合部を設け、前記嵌合部は、前記ターミナルの前記接続部の片方の側部を前記バスバー給電部との当接面より伸延させて設けたカシメ部を折曲して形成し、前記バスバー給電部を前記嵌合部に嵌合させて先端側を前記嵌合部より更に前記軸方向に突出させた状態で、前記バスバー給電部を前記カシメ部で挟み込んで前記ターミナルにカシメ固定することを特徴とする給電部の接続方法。
2. 請求項１に記載の給電部の接続方法において、
   前記カシメ部の前記当接面に近い部位に脆弱部を設け、前記脆弱部の断面積最小部を起点に折曲することを特徴とする給電部の接続方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の給電部の接続方法において、
   前記嵌合部より前記軸方向に突出させた前記バスバー給電部の突出部を加熱溶融して溶着させることを特徴とする給電部の接続方法。
4. 請求項３に記載の給電部の接続方法において、
   前記加熱溶融する際に溶融部近傍にロー材を供給することを特徴とする給電部の接続方法。
5. 請求項１または請求項２に記載の給電部の接続方法において、
   予め想定される、前記バスバー給電部と前記ターミナルとの組付け時の周方向のばらつき寸法をＣとしたとき、前記ターミナルの前記嵌合部に設ける前記周方向の前記クリアランスを２Ｃとすることを特徴とする給電部の接続方法。
6. 請求項１または請求項２に記載の給電部の接続方法において、
   前記バスバー給電部の前記接続部とは反対側の端部に、前記バスバー給電部の板厚寸法より大きな間隔の凹部を有するホルダを配置して前記端部を前記凹部に収容し、前記端部と前記凹部との隙間にポッティング剤を充填し、前記ホルダにより前記バスバー給電部を保持することを特徴とする給電部の接続方法。

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